Ағаш және оның құрамы

Кіріспе

Ағаш немесе басқа да өсімдіктерден алынған талшықты материал. Ағаш – ағаштар мен басқа да ағаш тәрізді өсімдіктердің сабақтары мен тамырларында кездесетін құрылымдық тіндер. Бұл – органикалық материал, тартылуға берік және қысылуға төзімді лигнин матрицасына енгізілген целлюлоза талшықтарының табиғи композиті. Ағаш кейде ағаштардың сабағындағы екіншілік ксилема ретінде ғана анықталады, ал кейде ағаштардың немесе бұталардың тамырлары сияқты басқа жерлердегі ұқсас тіндерді де қамтиды. Тірі ағашта ол тіреу қызметін атқарады, ағаш тәрізді өсімдіктердің үлкенге өсуіне немесе өздігінен тұруына мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ол жапырақтар, басқа да өсу тіндері мен тамырлар арасында су мен қоректік заттарды тасымалдайды. Ағаш басқа да ұқсас қасиеттері бар өсімдік материалдарын, сондай-ақ ағаш, ағаш қырлары немесе талшықтан жасалған материалдарды да білдіруі мүмкін. Ағаш мыңдаған жылдар бойы отын ретінде, құрылыс материалы ретінде, құрал-жарақтар, жиһаз және қағаз жасау үшін қолданылып келді. Соңғы кезде ол тазартылған целлюлоза және оның туындылары, мысалы, целлюлоза ацетатын өндіруге қолданылатын шикізат ретінде пайда болды. 2020 жылғы мәліметтер бойынша, әлемдік орман қоры шамамен 557 миллиард текше метрді құрады. Молынан кездесетін, көміртегі нейтралды және жаңаруға қабілетті ресурс ретінде ағаш материалдары жаңартылатын энергияның көзі ретінде үлкен қызығушылық тудырады. 2008 жылы шамамен 3,97 миллиард текше метр ағаш жиналды. Ағаш ғылымы – 20 ғасырдың басынан бері зерттеліп келе жатқан ғылым саласы.

Тарих

2011 жылы Канаданың Нью-Брансуик провинциясында жасалған қазба жұмыстары нәтижесінде, ағаш өсірген ең ерте белгілі өсімдіктер табылды, олар шамамен 395-400 миллион жыл бұрын өскен. Ағаштың жасын көміртектік талдау арқылы, ал кейбір түрлерінде дендрохронология әдісімен анықтауға болады, бұл ағаштан жасалған заттың қашан жасалғанын көрсетеді. Адамдар мыңдаған жылдар бойы ағашты түрлі мақсаттар үшін пайдаланған, оның ішінде отын ретінде, сондай-ақ үйлер, құралдар, қару-жарақ, жиһаз, қаптама, өнер туындылары және қағаз жасау үшін құрылыс материалы ретінде қолданды. Ағаштан салынған ең көне құрылыстар он мың жылға дейін барып жетеді. Мысалы, неолит дәуіріндегі Еуропадағы ұзын үйлер негізінен ағаштан салынған. Жақында ағаш құрылыстарында болат пен қоланың қолданылуы артып, нығайтылды. Ағаш сақиналарының жылдық ені мен изотоптардың мөлшерінің өзгеруі, ағаш кесілген кездегі климат жағдайлары туралы мәлімет береді.

Өсу сақиналары

Ағаш, нақты мағынасында, диаметрі артатын ағаштардан алынады. Олардың өсуі, жаңа ағаш қабаттарының қалыптасуы арқылы жүзеге асады. Бұл қабаттар, ағаштың ішкі қабығы мен сыртқы қабығының арасында пайда болып, бүкіл сабақты, тірі бұтақтарды және тамырларды жабады. Бұл процесс екіншілік өсу деп аталады. Ол тамырлық камбидің жасуша бөлінуінен, яғни бүйірлік меристемадан және жаңа жасушалардың кейін кеңеюінен туындайды. Бұл жасушалар кейіннен қалыңдайды, негізінен целлюлоза, гемицеллюлоза және лигниден тұратын қосалқы жасуша қабырғаларын құрайды. Маусымдар арасындағы айырмашылықтар айқын болған аймақтарда, мысалы, Жаңа Зеландияда, өсім дискретті жылдық немесе маусымдық үлгіде жүреді, нәтижесінде өсу сақиналары пайда болады. Бұл сақиналарды әдетте ағаш кесігінің соңында жақсы көруге болады, бірақ оларды ағаштың басқа беттерінде де байқауға болады. Егер маусымдар арасындағы айырмашылық жылдық болса (экваторлық аймақтарда, мысалы, Сингапурда болатындай), онда бұл сақиналар жылдық сақиналар деп аталады. Маусымдық айырмашылықтар аз болған жағдайда, өсу сақиналары нашар көрінеді немесе тіпті болмайды. Егер ағаштың қабығы белгілі бір жерден алынып тасталса, сақиналар бұл жараны өсіп жабу барысында деформациялануы мүмкін. Егер өсу сақинасының ішінде айырмашылықтар байқалса, сақинаның ағаштың ортасына жақын бөлігі, өсу маусымының басында, өсім қарқынды болған кезде қалыптасқан, әдетте кең элементтерден тұрады. Ол әдетте сақинаның сыртқы бөлігінен ақшыл түсті болады және ерте ағаш немесе көктемдік ағаш деп аталады. Маусым соңында қалыптасқан сыртқы бөлік кеш ағаш немесе жаздық ағаш деп аталады. Ағаш түріне қарай үлкен айырмашылықтар бар. Егер ағаш өмірінің барлық кезеңінде ашық жерде өсіп, топырақ және жер жағдайлары өзгермесе, онда ол жастығында ең жылдам өседі және біртіндеп өсуі баяулайды. Жылдық сақиналар көптеген жылдар бойы кең болады, бірақ кейін олар тарылып, тарылып барады. Әрбір келесі сақина бұрынғы ағашқа сырттан орналасқандықтан, егер ағаш жыл сайын ағаш өндірісін едәуір арттырмаса, діңнің кеңеюімен бірге сақиналардың ені азаюы тиіс. Ағаш жетілген сайын оның тажы ашық болады және жылдық ағаш өндірісі төмендейді, осылайша өсу сақиналарының ені одан да азаяды. Орманды өсіретін ағаштар үшін жарық пен қоректік заттар үшін күрестегі бәсекелестік осы өсудің қарқынына үлкен әсер етеді, сондықтан тез және баяу өсу кезеңдері кезектеседі. Кейбір ағаштар, мысалы, оңтүстік емендері, жүздеген жылдар бойы сақиналарының енін сақтайды. Жалпы алғанда, ағаш диаметрі ұлғайған сайын, өсу сақиналарының ені азаяды.

Wood, in the strict sense, is yielded by trees, which increase in diameter by the formation, between the existing wood and the inner bark, of new woody layers which envelop the entire stem, living branches, and roots. This process is known as secondary growth; it is the result of cell division in the vascular cambium, a lateral meristem, and subsequent expansion of the new cells. These cells then go on to form thickened secondary cell walls, composed mainly of cellulose, hemicellulose and lignin. Where the differences between the seasons are distinct, e. g. New Zealand, growth can occur in a discrete annual or seasonal pattern, leading to growth rings; these can usually be most clearly seen on the end of a log, but are also visible on the other surfaces. If the distinctiveness between seasons is annual (as is the case in equatorial regions, e. g. Singapore), these growth rings are referred to as annual rings. Where there is little seasonal difference growth rings are likely to be indistinct or absent. If the bark of the tree has been removed in a particular area, the rings will likely be deformed as the plant overgrows the scar. If there are differences within a growth ring, then the part of a growth ring nearest the center of the tree, and formed early in the growing season when growth is rapid, is usually composed of wider elements. It is usually lighter in color than that near the outer portion of the ring, and is known as earlywood or springwood. The outer portion formed later in the season is then known as the latewood or summerwood. There are major differences, depending on the kind of wood. If a tree grows all its life in the open and the conditions of soil and site remain unchanged, it will make its most rapid growth in youth, and gradually decline. The annual rings of growth are for many years quite wide, but later they become narrower and narrower. Since each succeeding ring is laid down on the outside of the wood previously formed, it follows that unless a tree materially increases its production of wood from year to year, the rings must necessarily become thinner as the trunk gets wider. As a tree reaches maturity its crown becomes more open and the annual wood production is lessened, thereby reducing still more the width of the growth rings. In the case of forest grown trees so much depends upon the competition of the trees in their struggle for light and nourishment that periods of rapid and slow growth may alternate. Some trees, such as southern oaks, maintain the same width of ring for hundreds of years. On the whole, as a tree gets larger in diameter the width of the growth rings decreases.

Тораптар

Ағаш өскен сайын төменгі бұтақтары өліп, олардың негіздері өсіп, ағаштан жасалған сабақтармен жабылып, түйін деп аталатын кемшілік пайда болады. Өлі бұтақтың негізінен басқа жерде ағашқа тікелей жалғасқандығы болмайды және ағаш тақтайға пісірілгеннен кейін түсіп қалуы мүмкін. Түйіндер ағаштың техникалық қасиеттеріне әсер етеді, көбінесе кернеуге төзімділігін азайтады, бірақ көру эффектері үшін қолданылуы мүмкін. Ұзындығынан кесілген тақтайда түйін көбінесе қараңғырақ түсті, дөңгелек пішіндегі "қатты" ағаш бөлігі ретінде көрінеді, ал ағаш талшықтары оның айналасынан ағып өтеді (бөлшектенеді және қайта қосылады). Түйіндің ішіндегі ағаш бағыты (талшық бағыты) қалыпты ағаш бағытынан 90 градусқа дейін өзгеше болуы мүмкін. Ағашта түйін – бұл жақ бұтағының негізі немесе ұйықтап жатқан бүршік. Түйін (жақ бұтағының негізі болғанда) конустық пішінде болады (сондықтан шамамен дөңгелек көлденең қимасы), ал ішкі ұшы бұтақ бүршік ретінде пайда болған кезде өсімдіктің тамырлық камбиісі орналасқан сабақтың диаметріне сәйкес келеді. Ағаштарды және құрылымдық ағаштарды санатқа бөлу кезінде түйіндер пішініне, мөлшеріне, саулығына және қаншалықты берік ұсталып тұрғанына қарай жіктеледі. Бұл беріктікке, басқа факторлармен қатар, бұтақ қанша уақыт өлі болғаны және оған жалғасқан сабақ өсуіне қаншалықты мүмкіндік болғаны әсер етеді. Түйіндер жарылу мен иілуге, өңдеудің жеңілдігіне және ағаштың кесу қабілетіне әсер етеді. Олар ағашты әлсірететін және оның құрылымдық мақсаттардағы құндылығын төмендететін кемшіліктер болып табылады, мұнда беріктік маңызды фактор болып табылады. Ағашқа түйір бойымен жүктеме түсіргенде немесе қысқанда емес, түйірге перпендикуляр және/немесе кернеу күштері түсіргенде әлсірету әсері күштірек болады. Түйіндердің арқалықтың беріктігіне әсер етуі олардың орналасуына, мөлшеріне, санына және жағдайына байланысты. Жоғарғы жағындағы түйін қысылады, ал төменгі жағындағы түйін кернеуге ұшырайды. Егер түйінде маусымдық жарық болса, ол жиі кездеседі, бұл кернеуге төзімділігін азайтады. Кішкентай түйіндер арқалықтың бейтарап жазықтығында орналасуы мүмкін және бойлық қиюды болдырмау арқылы беріктікті арттырады. Тақта немесе тақтайдағы түйіндер оның ең кең бетіне перпендикуляр бағытта созылғанда ең аз зиян келтіреді. Арқалықтың ұштарына жақын орналасқан түйіндер оны әлсірететін емес. Ағаш түйіндерінің механикалық қасиеттері міндетті түрде ағаш құрылысының қаттылығына әсер етпейді, бұл олардың мөлшеріне және орналасуына байланысты болады. Қаттылық және серпімділік жергілікті ақауларға қарағанда жақсы ағашқа көбірек байланысты. Сыну күші ақауларға өте сезімді. Сау түйіндер ағашқа түйір бойымен бағытталған қысымға ұшырағанда әлсірететін емес. Кейбір сәндік қолданбаларда визуалды қызығушылықты арттыру үшін түйіндері бар ағаш қажет болуы мүмкін. Ағаш боялған кезде, мысалы, еден тақталары, фасад тақталары, есік жақтаулары және жиһаздарда, ағаш құрамындағы шайырлар өндірілгеннен кейін бірнеше ай немесе тіпті жылдар бойы түйіннің бетіне "ағуын" жалғастыра алады және сары немесе қоңыр түсті дақтар түзеді. Дайындау кезінде дұрыс қолданылатын түйіндік праймер бояуы немесе ерітіндісі (түйіндеу) бұл мәселені азайтуға көмектеседі, бірақ оны толығымен бақылау қиын, әсіресе, көптеп өндірілген кептірілген ағаштарды қолданғанда.

As a tree grows, lower branches often die, and their bases may become overgrown and enclosed by subsequent layers of trunk wood, forming a type of imperfection known as a knot. The dead branch may not be attached to the trunk wood except at its base, and can drop out after the tree has been sawn into boards. Knots affect the technical properties of the wood, usually reducing tension strength, but may be exploited for visual effect. In a longitudinally sawn plank, a knot will appear as a roughly circular "solid" (usually darker) piece of wood around which the grain of the rest of the wood "flows" (parts and rejoins). Within a knot, the direction of the wood (grain direction) is up to 90 degrees different from the grain direction of the regular wood. In the tree a knot is either the base of a side branch or a dormant bud. A knot (when the base of a side branch) is conical in shape (hence the roughly circular cross section) with the inner tip at the point in stem diameter at which the plant's vascular cambium was located when the branch formed as a bud. In grading lumber and structural timber, knots are classified according to their form, size, soundness, and the firmness with which they are held in place. This firmness is affected by, among other factors, the length of time for which the branch was dead while the attaching stem continued to grow. Knots materially affect cracking and warping, ease in working, and cleavability of timber. They are defects which weaken timber and lower its value for structural purposes where strength is an important consideration. The weakening effect is much more serious when timber is subjected to forces perpendicular to the grain and/or tension than when under load along the grain and/or compression. The extent to which knots affect the strength of a beam depends upon their position, size, number, and condition. A knot on the upper side is compressed, while one on the lower side is subjected to tension. If there is a season check in the knot, as is often the case, it will offer little resistance to this tensile stress. Small knots may be located along the neutral plane of a beam and increase the strength by preventing longitudinal shearing. Knots in a board or plank are least injurious when they extend through it at right angles to its broadest surface. Knots which occur near the ends of a beam do not weaken it. Sound knots which occur in the central portion one fourth the height of the beam from either edge are not serious defects.|Samuel J. Record|The Mechanical Properties of Wood

Knots do not necessarily influence the stiffness of structural timber, this will depend on the size and location. Stiffness and elastic strength are more dependent upon the sound wood than upon localized defects. The breaking strength is very susceptible to defects. Sound knots do not weaken wood when subject to compression parallel to the grain. In some decorative applications, wood with knots may be desirable to add visual interest. In applications where wood is painted, such as skirting boards, fascia boards, door frames and furniture, resins present in the timber may continue to 'bleed' through to the surface of a knot for months or even years after manufacture and show as a yellow or brownish stain. A knot primer paint or solution (knotting), correctly applied during preparation, may do much to reduce this problem but it is difficult to control completely, especially when using mass produced kiln dried timber stocks.

Жүрек және шөп

Дүрмен – табиғи химиялық өзгерістер нәтижесінде шіруға төзімділігі артқан ағаш. Жүрек ағашының қалыптасуы – генетикалық бағдарламамен жүзеге асырылатын процесс. Ағаш жүрек ағашына айналғанда өле ме, жоқ па дегенде белгісіздік бар, себебі ол әлі де шіру тудыратын организмдерге химиялық тұрғыдан әрекет ете алады, бірақ бір рет қана. Бұл термин ағаштың маңыздылығына емес, оның орналасуына байланысты. Мұны ағаш жүрегі толығымен шіріген жағдайда да өсіп-дамуы мүмкін екендігі дәлелдейді. Кейбір түрлер өмірінің басында-ақ жүрек ағашын қалыптастырады, сондықтан тірі қабық ағашының қалың қабаты ғана болады, ал басқаларында бұл өзгеріс баяу жүреді. Қаңқа, қара шұбатыр, жиде, осаж апельсині және сассафрас сияқты түрлерге жұқа қабық ағашы тән, ал клен, емен, гиккори, хакберри, шұға және қарағайда қалың қабық ағашы кездеседі. Кейбір түрлер ешқашан жүрек ағашын қалыптастырмайды. Жүрек ағашы көбінесе тірі қабық ағашынан көзбен ажыратылады, және оның шекарасы өсу сақиналарын ұстанатын қимада анықталады. Мысалы, ол көбінесе қараңғырақ болады. Шіру сияқты басқа процестер немесе жәндіктердің шабуылы да ағаштың түсін өзгерте алады, тіпті жүрек ағашын қалыптастырмайтын ағаштарда да, бұл шатасуға әкелуі мүмкін. Қабық ағаш (немесе альбурнум) – жас, ең сыртқы ағаш қабаты; өсіп келе жатқан ағашта ол тірі болып табылады, оның негізгі функциялары – тамырдан жапыраққа су жеткізу және жапырақтарда дайындалған қорын маусымға қарай сақтау және қайтару. Су өткізгіштік қабілетіне ие болғаннан кейін, барлық ксилема трахеидтері мен тамырлары цитоплазмасын жоғалтады және жасушалар функционалдық жағынан өлі болады. Ағаштың барлық ағаштары бастапқыда қабық ағаш ретінде қалыптасады. Ағаштың жапырақтары неғұрлым көп, өсуі неғұрлым қарқынды болса, соғұрлым көп қабық ағаш қажет болады. Сондықтан ашық жерде тез өсетін ағаштардың қабық ағашы тығыз орманды жерлерде өсетін бір түрдің ағаштарына қарағанда олардың мөлшерімен салыстырғанда қалың болады. Кейде ашық жерде өсетін ағаштар (жүрек ағашын қалыптастыратын түрлер) жүрек ағашы қалыптаса бастамай тұрып, айтарлықтай үлкен немесе диаметрі үлкен болуы мүмкін, мысалы, екінші рет өскен гиккори немесе ашық жерде өскен қарағайлар. Жылдық өсу сақиналары мен қабық ағашының мөлшері арасында нақты байланыс жоқ. Бір түрдің ішінде қабық ағашының көлденең қимасының ауданы ағаштың тәжінң мөлшеріне шамамен пропорционал. Егер сақиналар тар болса, олардың саны кең болғандағыдан көп болуы керек. Ағаш өскен сайын, оның қабық ағашы әлсіреп немесе көлемі ұлғаяды. Ағаштың түпкі бөлігіне қарағанда, оның жоғарғы бөлігінде қабық ағаш салыстырмалы түрде қалың болады, өйткені оның жоғарғы бөліктерінің жасы мен диаметрі кішкентай. Жас кезде ағаш бұтақтарымен қапталған, бірақ қартайған сайын олардың кейбіреулері немесе барлығы өліп, сындырылады немесе құлайды. Кейіннен ағаш өсіп, түйін ретінде қалатын ұсақ бұтақтарды толығымен жасыруы мүмкін. Бұтаның сырты қаншалықты тегіс болса да, ортасы аз-көпте түйінді болады. Сондықтан ескі ағаштың, әсіресе орманды ағаштың, қабық ағашы ішкі жүрек ағашына қарағанда түйіндерден арылады. Ағаштан жасалған көптеген бұйымдарда түйіндер ағашқа әсер ететін, оның жұмыс істеуіне және басқа да қасиеттеріне кедергі келтіретін ақаулар болғандықтан, ағашқа орналасуына байланысты, ағаштан алынған ағаштан жасалған ағаштан да мықты болуы мүмкін. Үлкен ағаштан кесілген әр түрлі ағаш бөлшектері бір-бірінен айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін, әсіресе егер ағаш үлкен және жетілген болса. Кейбір ағаштардың өмірінің соңына қарай салынған ағаш ертерек жасалғанға қарағанда жұмсақ, жеңіл, әлсіз және тіпті пішінді болады, ал басқа ағаштарда керісінше болады. Бұл жүрек ағашы мен қабық ағашына сәйкес келуі мүмкін немесе болмауы мүмкін. Үлкен бүркемеде, ағаштың өскен уақытына байланысты, оның қаттылығы, беріктігі мен беріктігі сол бүркемеден шыққан бірдей қатты жүрек ағашына қарағанда төмен болуы мүмкін. Кішірек ағашта керісінше болуы мүмкін.

Heartwood (or duramen) is wood that as a result of a naturally occurring chemical transformation has become more resistant to decay. Heartwood formation is a genetically programmed process that occurs spontaneously. Some uncertainty exists as to whether the wood dies during heartwood formation, as it can still chemically react to decay organisms, but only once. The term heartwood derives solely from its position and not from any vital importance to the tree. This is evidenced by the fact that a tree can thrive with its heart completely decayed. Some species begin to form heartwood very early in life, so having only a thin layer of live sapwood, while in others the change comes slowly. Thin sapwood is characteristic of such species as chestnut, black locust, mulberry, osage orange, and sassafras, while in maple, ash, hickory, hackberry, beech, and pine, thick sapwood is the rule. Some others never form heartwood. Heartwood is often visually distinct from the living sapwood, and can be distinguished in a cross section where the boundary will tend to follow the growth rings. For example, it is sometimes much darker. Other processes such as decay or insect invasion can also discolor wood, even in woody plants that do not form heartwood, which may lead to confusion. Sapwood (or alburnum) is the younger, outermost wood; in the growing tree it is living wood, and its principal functions are to conduct water from the roots to the leaves and to store up and give back according to the season the reserves prepared in the leaves. By the time they become competent to conduct water, all xylem tracheids and vessels have lost their cytoplasm and the cells are therefore functionally dead. All wood in a tree is first formed as sapwood. The more leaves a tree bears and the more vigorous its growth, the larger the volume of sapwood required. Hence trees making rapid growth in the open have thicker sapwood for their size than trees of the same species growing in dense forests. Sometimes trees (of species that do form heartwood) grown in the open may become of considerable size, or more in diameter, before any heartwood begins to form, for example, in second growth hickory, or open grown pines. No definite relation exists between the annual rings of growth and the amount of sapwood. Within the same species the cross sectional area of the sapwood is very roughly proportional to the size of the crown of the tree. If the rings are narrow, more of them are required than where they are wide. As the tree gets larger, the sapwood must necessarily become thinner or increase materially in volume. Sapwood is relatively thicker in the upper portion of the trunk of a tree than near the base, because the age and the diameter of the upper sections are less. When a tree is very young it is covered with limbs almost, if not entirely, to the ground, but as it grows older some or all of them will eventually die and are either broken off or fall off. Subsequent growth of wood may completely conceal the stubs which will remain as knots. No matter how smooth and clear a log is on the outside, it is more or less knotty near the middle. Consequently, the sapwood of an old tree, and particularly of a forest grown tree, will be freer from knots than the inner heartwood. Since in most uses of wood, knots are defects that weaken the timber and interfere with its ease of working and other properties, it follows that a given piece of sapwood, because of its position in the tree, may well be stronger than a piece of heartwood from the same tree. Different pieces of wood cut from a large tree may differ decidedly, particularly if the tree is big and mature. In some trees, the wood laid on late in the life of a tree is softer, lighter, weaker, and more even textured than that produced earlier, but in other trees, the reverse applies. This may or may not correspond to heartwood and sapwood. In a large log the sapwood, because of the time in the life of the tree when it was grown, may be inferior in hardness, strength, and toughness to equally sound heartwood from the same log. In a smaller tree, the reverse may be true.

Түсі

Түрлерде жүрек ағашы мен шөп ағашы арасында нақты айырмашылық болса, жүрек ағашының табиғи түсі көбінесе шөп ағашынан қараңғырақ болады, ал контраст өте жиі айқын болады (жоғарыдағы ыстық бөлімін қараңыз). Бұл жүрек ағашындағы химиялық заттардың жиналуынан туындайды, сондықтан түстің күрт өзгеруі жүрек ағашы мен шөп ағашының механикалық қасиеттерінде маңызды айырмашылықты білдірмейді, бірақ олардың арасында айқын биохимиялық айырмашылық болуы мүмкін. Өте шайырлы ұзын жапырақты қарағайдың сынамаларында жасалған кейбір тәжірибелер, құрғағанда күшін арттыратын шайырдың арқасында беріктіктің жоғарылауын көрсетті. Мұндай шайырға қаныққан ағаш "майлы оттық" деп аталады. Майлы оттықтан салынған құрылыстар шіруге және термитке қарсы өте төзімді және өте жанғыш. Ескі ұзын жапырақты қарағайдың түбірлері көбінесе қазылып, кішкентай бөліктерге бөлініп, от жағу үшін отын ретінде сатылады. Осылай қазылған түбірлер кесілгеннен кейін бір ғасырдан астам уақыт сақталуы мүмкін. Шикі шайырмен сіңірілген және кептірілген қара шырша да күшін айтарлықтай арттырады. Өсу сақинасының кейінгі бөлігі әдетте ерте бөлігінен қараңғырақ болғандықтан, бұл факт материалдың тығыздығын, демек, қаттылығы мен беріктігін көзбен бағалау үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл әсіресе қылқан жапырақты ағаштар үшін тән. Сақиналы-кеуекті ағаштарда ерте ағаш қысымдарындағы ыдыстар жиі аяқталған бетте тығыз кейінгі ағаштан қараңғырақ көрінеді, бірақ жүрек ағашының қимасында көбінесе керісінше болады. Әйтпесе, ағаш түсі оның беріктігін көрсетпейді. Ағаш түсінің қалыптан тыс өзгеруі көбінесе аурудың белгісі болып табылады, бұл оның нашар екенін көрсетеді. Батыс гемологындағы қара дақ – жәндіктердің шабуылының нәтижесі. Гиккори және басқа да кейбір ағаштарда жиі кездесетін қызыл қоңыр жолақтар көбінесе құстардың салған зақымдарынан туындайды. Түстің өзгеруі тек зақымданудың белгісі және, ең болжанамалысы, ағаш қасиеттеріне өзіндік әсер етпейді. Шіруге айналдыратын кейбір саңырауқұлақтар ағашқа ерекше түстер береді, осылайша олар әлсіздіктің белгісіне айналады. Кәдімгі шөп дақтары саңырауқұлақтың өсуіне байланысты, бірақ міндетті түрде әлсірету әсерін тудырмайды.

In species which show a distinct difference between heartwood and sapwood the natural color of heartwood is usually darker than that of the sapwood, and very frequently the contrast is conspicuous (see section of yew log above). This is produced by deposits in the heartwood of chemical substances, so that a dramatic color variation does not imply a significant difference in the mechanical properties of heartwood and sapwood, although there may be a marked biochemical difference between the two. Some experiments on very resinous longleaf pine specimens indicate an increase in strength, due to the resin which increases the strength when dry. Such resin saturated heartwood is called "fat lighter". Structures built of fat lighter are almost impervious to rot and termites, and very flammable. Tree stumps of old longleaf pines are often dug, split into small pieces and sold as kindling for fires. Stumps thus dug may actually remain a century or more since being cut. Spruce impregnated with crude resin and dried is also greatly increased in strength thereby. Since the latewood of a growth ring is usually darker in color than the earlywood, this fact may be used in visually judging the density, and therefore the hardness and strength of the material. This is particularly the case with coniferous woods. In ring porous woods the vessels of the early wood often appear on a finished surface as darker than the denser latewood, though on cross sections of heartwood the reverse is commonly true. Otherwise the color of wood is no indication of strength. Abnormal discoloration of wood often denotes a diseased condition, indicating unsoundness. The black check in western hemlock is the result of insect attacks. The reddish brown streaks so common in hickory and certain other woods are mostly the result of injury by birds. The discoloration is merely an indication of an injury, and in all probability does not of itself affect the properties of the wood. Certain rot producing fungi impart to wood characteristic colors which thus become symptomatic of weakness. Ordinary sap staining is due to fungal growth, but does not necessarily produce a weakening effect.

Тығыздығы

Ағаш тығыздығы "ағашқа тән бір ғана, оңай өлшенетін сипаттама" (Эллиотт 1970 ж.) құрамына кіретін бірнеше өсімдік және физиологиялық факторлармен анықталады. Жасы, диаметрі, биіктігі, радиалды (бағананың) өсуі, географиялық орналасуы, орны мен өсіп-өну жағдайлары, орман шаруашылығымен айналысу және тұқым көзі бәрі белгілі бір дәрежеде ағаш тығыздығына әсер етеді. Әр түрлі болуы мүмкін. Жеке бір ағаш ішінде ағаш тығыздығының өзгеруі әр түрлі ағаштар арасындағы айырмашылықтай немесе одан да көп (Timell 1986).

Wood density is determined by multiple growth and physiological factors compounded into "one fairly easily measured wood characteristic" (Elliott 1970). Age, diameter, height, radial (trunk) growth, geographical location, site and growing conditions, silvicultural treatment, and seed source all to some degree influence wood density. Variation is to be expected. Within an individual tree, the variation in wood density is often as great as or even greater than that between different trees (Timell 1986). Common nameScientific nameMoisture contentDensity (kg/m3)Compressive strength (megapascals)Flexural strength (megapascals)Balku bansBambusa balcooagreen4573.7Balku bansBambusa balcooaair dry54.1581.1Balku bansBambusa balcooa8.582069151Indian thorny bambooBambusa bambos9.571061143Indian thorny bambooBambusa bambos43.0537.15Nodding BambooBambusa nutans88907552.9Nodding BambooBambusa nutans874652.4Nodding BambooBambusa nutans128567.5Nodding BambooBambusa nutans88.344.788Nodding BambooBambusa nutans1447.9216Clumping BambooBambusa pervariabilis45.8Clumping BambooBambusa pervariabilis57980Clumping BambooBambusa pervariabilis203537Burmese bambooBambusa polymorpha95.132.128.3Bambusa spinosaair dry5751.77Indian timber bambooBambusa tulda73.640.751.1Indian timber bambooBambusa tulda11.96866.7Indian timber bambooBambusa tulda8.691079194dragon bambooDendrocalamus giganteus874070193Hamilton's bambooDendrocalamus hamiltonii8.55907089White bambooDendrocalamus membranaceus10240.526.3String BambooGigantochloa apus54.324.1102String BambooGigantochloa apus15.137.9587.5Java Black BambooGigantochloa atroviolacea5423.892.3Java Black BambooGigantochloa atroviolacea1535.794.1Giant AtterGigantochloa atter72.326.498Giant AtterGigantochloa atter14.431.95122.7Gigantochloa macrostachya896071154American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia4253.5American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia63.6144.8American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia86.346American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia77.582American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia155687American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia63.3American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia28American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia56.2American Narrow Leaved BambooGuadua angustifolia38Berry BambooMelocanna baccifera12.869.957.6Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides51Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides873063Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides6444Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides6140Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides971Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides974Japanese timber bambooPhyllostachys bambusoides1254Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis44.6Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis7567Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis1571Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis6108Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis0.2147Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis511751Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis304455Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis12.560360.3Tortoise shell bambooPhyllostachys edulis10.353083Early BambooPhyllostachys praecox28.582779.3OliveriThyrsostachys oliveri5346.961.9OliveriThyrsostachys oliveri7.85890

Атауы
Ғылыми атауы
Ылғалдылығы
Тығыздығы (кг/м3)
Сығу беріктігі (мегапаскаль)
Иілу беріктігі (мегапаскаль)
Balku bans
Bambusa balcooa
Жасыл
457
3.7
Balku bans
Bambusa balcooa
Құрғақ
54.15
81.1
Balku bans
Bambusa balcooa
8.5
820
69
151
Үнді тікенді бамбуы
Bambusa bambos
9.5
710
61
143
Үнді тікенді бамбуы
Bambusa bambos
43.05
37.1
5
Nodding Bamboo
Bambusa nutans
8
890
75
52.9
Nodding Bamboo
Bambusa nutans
8.7
465
2.4
Nodding Bamboo
Bambusa nutans
12.8
567
5
Nodding Bamboo
Bambusa nutans
8.8
344.78
8
Nodding Bamboo
Bambusa nutans
14.4
7.9
216
Жинақталған бамбу
Bambusa pervariabilis
45.8
Clumping Bamboo
Bambusa pervariabilis
57
980
Clumping Bamboo
Bambusa pervariabilis
20
3537
Бурма бамбуы
Bambusa polymorpha
95.1
32.1
28.3
Bambusa spinosa
Құрғақ
575
1.77
Үнді ағаш бамбуы
Bambusa tulda
73.6
40.7
51.1
Үнді ағаш бамбуы
Bambusa tulda
11.9
686
6.7
Үнді ағаш бамбуы
Bambusa tulda
8.6
910
79
194
Дракон бамбуы
Dendrocalamus giganteus
87
4070
193
Гамильтон бамбуы
Dendrocalamus hamiltonii
8.5
590
70
89
Ақ бамбу
Dendrocalamus membranaceus
102
40.5
26.3
Жіп бамбуы
Gigantochloa apus
54.3
24.1
102
Жіп бамбуы
Gigantochloa apus
15.1
37.9
587.5
Жава қара бамбуы
Gigantochloa atroviolacea
54
23.8
92.3
Жава қара бамбуы
Gigantochloa atroviolacea
15
35.7
94.1
Гиганттық Аттер
Gigantochloa atter
72.3
26.4
98
Гиганттық Аттер
Gigantochloa atter
14.4
31.9
5122.7
Gigantochloa macrostachya
89
607
1154
Америкалық тар жапырақты бамбу
Guadua angustifolia
42
53.5
American Narrow Leaved Bamboo
Guadua angustifolia
63.6
144.8
American Narrow Leaved Bamboo
Guadua angustifolia
86.3
46
American Narrow Leaved Bamboo
Guadua angustifolia
77.5
82
American Narrow Leaved Bamboo
Guadua angustifolia
155
687
American Narrow Leaved Bamboo
Guadua angustifolia
63.3
American Narrow Leaved Bamboo
Guadua angustifolia
28
American Narrow Leaved Bamboo
Guadua angustifolia
56.2
American Narrow Leaved Bamboo
Guadua angustifolia
38
Жаңғақ бамбуы
Melocanna baccifera
12.8
69.9
57.6
Жапон ағаш бамбуы
Phyllostachys bambusoides
51
Japanese timber bamboo
Phyllostachys bambusoides
87
3063
Japanese timber bamboo
Phyllostachys bambusoides
64
44
Japanese timber bamboo
Phyllostachys bambusoides
61
40
Japanese timber bamboo
Phyllostachys bambusoides
97
1
Japanese timber bamboo
Phyllostachys bambusoides
97
4
Japanese timber bamboo
Phyllostachys bambusoides
125
4
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
44.6
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
75
67
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
157
1
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
6108
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
0.2
147
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
51
1751
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
30
4455
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
12.5
603
60.3
Тасбақа қабығы бамбуы
Phyllostachys edulis
10.3
530
83
Ерте бамбу
Phyllostachys praecox
28.5
827
79.3
Oliveri
Thyrsostachys oliveri
53
46.9
61.9
Oliveri
Thyrsostachys oliveri
7.8
5890

Қатты немесе жұмсақ

Ағаштарды жұмсақ немесе қатты ағаш деп жіктеу кең таралған. Қарағай сияқты конус тәрізді ағаштардан алынған ағаш жұмсақ, ал емен сияқты екі жапырақты (көбінесе кең жапырақты) ағаштардан алынған ағаш қатты ағаш деп аталады. Бұл атаулар шатастыруға болады, себебі қатты ағаштар міндетті түрде қатты болмайды, ал жұмсақ ағаштар міндетті түрде жұмсақ болмайды. Мысалы, бальса (қатты ағаш) барлық коммерциялық жұмсақ ағаштардан да жұмсақ. Керісінше, кейбір жұмсақ ағаштар (мысалы, қарабұрыш) көптеген қатты ағаштардан да қатты болады. Ағаш қасиеттері мен оны өсірген ағаштың қасиеттері арасында, әсіресе кейбір түрлерде тығыз байланыс бар. Мысалы, лоблолли қарағайында желдің әсері мен діңге орналасуы ағаш қаттылығына және қысымға төзімді ағаш мөлшеріне айтарлықтай әсер етеді. Ағаш тығыздығы түрлеріне қарай өзгереді. Ағаш тығыздығы оның күшімен (механикалық қасиеттерімен) байланысты. Мысалы, магони орташа тығыздықтағы қатты ағаш, ол әдемі жиһаз жасауға өте қолайлы, ал бальса жеңіл болғандықтан модельдер жасауға пайдалы. Ең тығыз ағаштардың бірі – қара темір ағаш.

Химия

Ағаштың химиялық құрамы түрлеріне қарай өзгереді, бірақ салмағы бойынша шамамен 50% көміртек, 42% оттегі, 6% сутек, 1% азот және 1% басқа элементтер (негізінен кальций, калий, натрий, магний, темір және марганец) құрайды. Ағаш құрамында күкірт, хлор, кремний, фосфор және басқа да элементтер аз мөлшерде кездеседі. Судан басқа, ағаш үш негізгі құрамдас бөліктен тұрады. Глюкозадан алынған кристалданатын полимер – целлюлоза шамамен 41–43% құрайды. Одан кейін гемицеллюлоза келеді, ол жапырақты ағаштарда шамамен 20%, ал қылқан жапырақты ағаштарда 30% шамасында болады. Бұл негізінен бес көміртекті қанттар, олар целлюлозадан айырмашылығынша, ретсіз байланысқан. Лигнин үшінші компонент, ол қылқан жапырақты ағаштарда 27%, ал жапырақты ағаштарда 23% құрайды. Лигнин гидрофобтық қасиеттерді сыйлайды, бұл оның ароматтық сақиналарға негізделгендігін көрсетеді. Бұл үш компонент бір-бірімен торылысқан, сондай-ақ лигнин мен гемицеллюлоза арасында тікелей коваленттік байланыстар бар. Қағаз өнеркәсібінің басты назарында лигнинді целлюлозадан бөлу тұр, одан қағаз жасалады. Химиялық тұрғыдан алғанда, қатты және жұмсақ ағаш арасындағы айырмашылық құрамындағы лигниндік құрамында көрінеді. Қатты ағаш лигнині негізінен синапил спирті мен конфиферил спиртінен тұрады. Жұмсақ ағаш лигнині негізінен конфиферил спиртінен алынады.

Экстрактивтер

Құрылымдық полимерлерден басқа, яғни целлюлоза, гемицеллюлоза және лигнин (лигноцеллюлоза) сияқты, ағаш құрамында молекулалық салмағы төмен органикалық қосылыстардан тұратын, экстрактивтер деп аталатын, көптеген құрылымдық емес компоненттер бар. Бұл қосылыстар клеткадан тыс кеңістікте орналасады және ацетон сияқты әртүрлі бейтарап еріткіштерді пайдалану арқылы ағаштан шығарылуы мүмкін. Ағаштардың механикалық зақымдануға немесе жәндіктер мен саңырауқұлақтардың шабуылына жауап ретінде бөлінетін эксудатында да осындай құрамы бар. Құрылымдық компоненттерден өзгеше, экстрактивтердің құрамы кең ауқымда өзгеріп, көптеген факторларға тәуелді. Экстрактивтердің мөлшері мен құрамы ағаш түрлеріне, бір ағаштың әртүрлі бөліктеріне қарай әр түрлі болады және генетикалық факторлармен, климат пен география сияқты өсу жағдайларымен байланысты. Көптеген экстрактивтер екіншілік метаболиттер болып табылады, ал кейбіреулері басқа химиялық заттардың алдын-ала жасаушылары (прекурсорлары) ретінде қызмет етеді. Ағаш экстрактивтері әртүрлі әрекеттер көрсетеді, олардың кейбіреулері жараларға жауап ретінде пайда болады, ал кейбіреулері жәндіктер мен саңырауқұлақтарға қарсы табиғи қорғанысқа қатысады. Бұл қосылыстар ағаштың түсі, хош иісі, беріктігі, акустикалық қасиеттері, ылғал сіңіру қабілеті (гигроскопиялық), жабысу және кептіру сияқты физикалық және химиялық қасиеттеріне әсер етеді. Резинді қыздыру, яғни дистилляциялау, ұшқыш терпендерді буландырып, қатты компонентті – розин қалдырады. Бумен дистилляциялау кезінде алынған ұшпалы қоспалардың шоғырланған сұйықтығы эфир майы деп аталады. Көптеген қарағайлардан алынатын олеорезинді дистилляциялау арқылы розин мен терпентин алынады. Көптеген экстрактивтерді үш топқа бөлуге болады: алифалық қосылыстар, терпендер және фенолды қосылыстар. Тюджаплициннің ин-витро биологиялық белсенділігі, мысалы, инсектицидтік, қоңырлануға қарсы, вирусқа қарсы, бактерияға қарсы, саңырауқұлаққа қарсы, жасуша көбеюін тежеуге қарсы және антиоксиданттық қасиеттері зерттелді. Фенолды қосылыстар, әсіресе, қатты ағаш пен қабықта көптеп кездеседі.

Отын

Ағаш отын ретінде ұзақ тарихы бар, және бүгінгі күнге дейін, әсіресе әлемнің ауылдық аймақтарында қолданылып келеді. Қатты ағаш, жұмсақ ағаштан гөрі артық саналады, себебі ол аз түтін шығарады және ұзақ жағады. Үйге пеш немесе камин қою көбінесе үйге жайлылық пен жылу сыйлайды деп есептеледі.

Дәнекерлеу

Жылқы ағашы - қағаз жасау үшін арнайы өсірілетін ағаш.

Құрылыс

Адамдар паналау, үйлер және қайықтар салғаннан бері ағаш маңызды құрылыс материалы болып табылады. 19-шы ғасырдың соңына дейін қайықтардың көбісі ағаштан жасалатын. Осы мақсатқа емен жиі қолданылды, себебі ол ылғалды күйде шіруге қарсы тұратын (сондай-ақ, қазіргі заманғы сантехника пайда болғанға дейін су құбыры үшін де қолданылды). Солтүстік Америкада құрылыс жұмыстарына қолданылатын ағаш, әдетте, "lumber" деп аталады. Басқа жерлерде "lumber" дегеніміз – кесілген ағаштар, ал пайдалануға дайын кесілген тақтайлар – "timber" деп аталады. Орта ғасырлық Еуропада емен ағашы барлық ағаш құрылыстар үшін, соның ішінде қабырғалар, есіктер және едендер үшін таңдаулы материал болды. Бүгінде ағаштардың алуан түрлері қолданылады: қатты ағаштан жасалған есіктер көбінесе тополь, ұсақ түйінді қарағай және Дуглас шыршасынан жасалады. Көптеген елдердегі жаңа тұрғын үйлердің көп бөлігі ағаш каркасты құрылыстардан тұрады. Инженерлік ағаш өнімдері құрылыс индустриясында маңызды рөл атқарады. Олар тұрғын және коммерциялық ғимараттарда конструкциялық және эстетикалық материалдар ретінде қолданылады. Басқа материалдардан салынған ғимараттарда ағаш әлі де қолдаушы материал ретінде қолданылады, әсіресе шатыр құрылысында, ішкі есіктер мен олардың жақтауларында, сондай-ақ сыртқы қаптама ретінде. Ағаш бетон құю үшін қалыпты құруға арналған қалып материал ретінде де жиі қолданылады.

Қабаттар

Қатты ағаш еден – бір бөлік ағаштан, әдетте қатты ағаштан жасалған тақтайшалар немесе тікбұрыштармен төселген еден. Ағаш ылғалдылықты сіңіретін және жоғалтатын қасиетке (гигроскопиялық) ие болғандықтан, бұл ықтимал тұрақсыздық тақтайшалардың ұзындығы мен енін шектейді. Қатты қатты ағаш едендер инженерлік ағаштан көбінесе арзан, ал зақымдалған жерлерін қайта-қайта абразиялап, жаңаруға болады, мұндай процедуралардың саны тек тілшесінің үстіндегі ағаш қалыңдығымен ғана шектеледі. Қатты қатты ағаш едендер бастапқыда құрылымдық мақсаттар үшін қолданылған, ғимараттың ағаш тіректеріне (қабырғалар немесе сүйеулерге) перпендикуляр орнатылған, ал қатты құрылыс ағашы бүгінгі таңға дейін спорттық едендерге, сондай-ақ дәстүрлі ағаш блоктарына, мозаикаларға және паркетке қолданылады.

Инженерлік өнімдер

Инженерлік ағаш өнімдері, нақты қолдануға қатысты талаптарға сәйкес жасалған жабысқақ құрылыс өнімдері, көбінесе құрылыс және өнеркәсіптік салаларда қолданылады. Жабысқақ арқылы жасалған инженерлік ағаш өнімдері ағаш талшықтарын, қабаттарды, ағаш бөреулерді немесе ағаш талшығының басқа да түрлерін біріктіріп, ірі, тиімді композиттік құрылымдық элементтерді құру арқылы өндіріледі. Бұл өнімдерге жабысқақ ламинатталған ағаш (glulam), ағаш конструкциялық панельдер (оның ішінде фанера, бағытталған талшықты тақта және композиттік панельдер), ламинатталған қабатты ағаш (LVL) және басқа да құрылымдық композиттік ағаш (SCL) өнімдері, параллель талшықты ағаш және I-түсті қабырғалар жатады. Ғалымдар мен инженерлер ағаштан әртүрлі компоненттерді алудың немесе ағашқа компоненттер қосып өзгерістер енгізудің жаңа әдістерін зерттеп, дамыта берген сайын, нарықта жаңа, жетілдірілген өнімдер пайда болады. Ылғалдылықты электронды бақылау келешектегі ағаш өнімдерін қорғауды күшейтуге мүмкіндік береді.

Спорттық және демалыс жабдықтары

Көптеген спорт құралдары ағаштан жасалған, немесе бұрын ағаштан жасалған. Мысалы, крикет таяқшалары әдетте ақ терек ағашынан жасалады. Бас лига бейсболында қолданылуға рұқсат етілген бейсбол таяқшалары көбінесе күл ағашынан немесе гиккориден жасалады, ал соңғы жылдары бұл ағаш біршама нәзік болғанымен, шағаннан да жасалатын болды. Ұлттық баскетбол лигасының алаңдары дәстүрлі түрде паркеттен жасалған. Шаңғы, хоккей таяқшалары, лакросс таяқшалары және садақ ату садақтары сияқты көптеген спорттық және демалыс құралдары бұрын ағаштан жасалатын, бірақ кейін алюминий, титан немесе шыны талшығы және көміртек талшығы сияқты заманауи материалдармен алмастырылды. Бұл тенденцияның айқын мысалы – гольф клубының "ағаш" деп аталатын тобы, олардың бастары гольф ойынының бастапқы кезеңдерінде персимон ағашынан жасалатын, бірақ қазір көбінесе металдан немесе (әсіресе драйверлер үшін) көміртекті композиттерден жасалады.

Бактериялық ыдырау

Целлюлозаны ыдырататын бактериялар туралы көп мәлімделмеген. Ксилофагадағы симбиоздық бактериялар батып кеткен ағаштардың ыдырауында рөл атқаруы мүмкін. Альфапротеобактериялар, флавобактериялар, актиномицеттер, клостридиялар және бактериоидоттар бір жылдан астам су астында болған ағаштарда анықталған.